گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد ، ismaili.a@lu.ac.ir
چکیده: (352 مشاهده)
بلوط گال‌زا (Quercus infectoria) یکی از گونه‌های کمیاب با خواص دارویی کاربردی از خانواده بلوط است. مطالعات مختلف وجود متابولیت‌های ثانویه متعدد با خواص درمانی را در این درخت تأیید کرده‌اند. با وجود اهمیت این گیاه، ساختار ژنتیکی آن مبهم باقی مانده است. بنابراین شناخت ساختار ژنتیکی این گیاه می‌تواند بینش ارزشمندی در مورد کاربردهای بالقوه آن در صنایع مختلف ارائه دهد. ریز RNAها یکی از مهم‌ترین عناصر ژنتیکی هستند که در بیوسنتز متابولیت‌های مهم در گونه‌های مختلف گیاهی نقش مؤثری دارند. علی‌رغم نقش مهم ریز RNAها در گیاهان، تا به امروز هیچ عضوی از این عناصر تنظیمی کوچک در Q. infectoria گزارش نشده است. بنابراین، در مطالعه حاضر، پس از توالی‌یابی و سرهم‌بندی نوپدید پروفایل بیانی Q. infectoria، اقدام به شناسایی ریز RNAهای محافظت شده گردید. بدین منظور از برگ و ریشه درختان بلوط گال‌زا در منطقه شینه قلایی و نهال های دوساله در خرم‌آباد نمونه‌برداری شد. برای استخراج RNA کل از روش Djami-Tchatchou استفاده شد. پس از توالی‌یابی RNA با استفاده از پلتفرم Illumina HiSeq 2500 و کیفیت‌سنجی خوانش‌های ایجاد شده، توالی آداپتورها حذف و خوانش‌های با کیفیت بالا با استفاده از بسته نرم‌افزاری Trinity سرهم‌بندی شدند. برای شناسایی ریز RNAها و ژن‌های هدفشان، تمام توالی‌های ریز RNA گیاهی از پایگاه داده miRbase دانلود شدند. الگوریتم BLASTn برای شناسایی بالاترین شباهت بین یونی‌ژن‌ها و ریز RNAهای بالغ گیاهی مورد استفاده قرار گرفت. علاوه‌بر این، BLASTx برای جستجوی پایگاه‌داده پروتئین‌های غیر تکراری برای حذف یونی‌ژن‌های کدکننده پروتئین استفاده شد. بررسی پیش‌بینی ساختار دوم ریز RNA شامل ارزیابی شباهت بین ژن‌های بالقوه و توالی‌های ریز RNA بالغ با استفاده از ابزارتحت وب mfold صورت گرفت. شناسایی ژن های هدف ریز RNA و هستی‌شناسی ژن به‌ترتیب با استفاده از ابزار تحت وب psRNAtarget و نرم‌افزار OmicsBox انجام شد. پس از پالایش دقیق و سختگیرانه، چهار ریز RNA متعلق به خانواده‌های ریز RNAهای حفاظت‌شده، از جمله qin-miR156، qin-miR399، qin-miR160 و qin-miR172 شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل مسیر KEGG نشان داد که ژن‌های هدف در مسیر چرخه سیترات نقش دارند. بررسی ژن های هدف ریز RNAها در Q. infectoria و تجزیه و تحلیل شبکه برهم‌کنشی آن‌ها، در نهایت به شناسایی سه ژن هاب منجر شد. ژن‌های هدف ریز RNAهای شناسایی شده با بیوسنتز گروه‌های آنزیمی مختلف مرتبط بودند، که نشان می‌دهد اکثر ریز RNAها هیدرولازها، ترانسفرازها و اکسیدوردوکتازها را تنظیم می‌کنند. با توجه به نقش ریز RNAها در تنظیم بیان عوامل رونویسی و تأثیر آن‌ها بر ژن‌های دخیل در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه، می‌توان از پتانسیل چنین عناصر تنظیمی به عنوان راهنما و کلید در برنامه‌های بهنژادی بلوط گال‌زا بهره برد.
